سلوك الياف البوليستر في درجات الحرارة المرتفعة موضوع معقد ومثير للاهتمام. تخضع هذه الألياف الاصطناعية لسلسلة من التغيرات الفيزيائية والكيميائية في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، حيث تتراوح درجة ذوبانها أو تشوهها اعتمادًا على درجة الحرارة والوقت والظروف البيئية المحددة.
نحن بحاجة إلى فهم الخصائص الأساسية لألياف البوليستر. يتمتع البوليستر بمقاومة ممتازة للحرارة ويحافظ على الأداء الجيد في نطاق واسع من درجات الحرارة. نقطة انصهاره عالية نسبيًا، عادةً ما بين 255 درجة مئوية و265 درجة مئوية، لذلك لا يتشوه أو يذوب بسهولة في بيئات درجة الحرارة المرتفعة. وفي الوقت نفسه، يتمتع أيضًا بمقاومة ممتازة للضوء ويمكنه مقاومة الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس لفترة طويلة دون أن يشيخ بسهولة. تتميز ألياف البوليستر بقوة ومرونة عالية، خاصة قوة الشد العالية ومقاومة التآكل الجيدة. وهذا يجعل منتجات ألياف البوليستر أقل عرضة للكسر أثناء الاستخدام طويل الأمد وتحافظ على شكل ومظهر أفضل. تتمتع ألياف البوليستر بمقاومة جيدة لمعظم الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية ولا تتآكل بسهولة بواسطة هذه المواد. هذه الخاصية تجعل ألياف البوليستر تستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والطبية وتغليف المواد الغذائية وغيرها من المجالات.
متى الياف البوليستر عند تعرضه لدرجات حرارة عالية، فإنه يخضع أولاً لسلسلة من التغيرات الديناميكية الحرارية. ومع ارتفاع درجة الحرارة تدريجياً، تبدأ ألياف البوليستر في التحول من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية. خلال هذه العملية، تبدأ الأجزاء الجزيئية للألياف تدريجيًا في اكتساب طاقة كافية للخضوع لاهتزازات وحركات أكبر. ويحدث هذا التحول عادةً بالقرب من درجة حرارة التزجج (Tg)، والتي تتراوح بالنسبة لألياف البوليستر من 70 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية تقريبًا. عندما تزيد درجة الحرارة وتتجاوز درجة حرارة التزجج، ستصبح حركة السلسلة الجزيئية في ألياف البوليستر أكثر كثافة. في هذا الوقت، تبدأ السلاسل الجزيئية في المنطقة غير المتبلورة داخل الألياف في التحرك بعنف، وينكسر التفاعل بين الجزيئات تدريجيًا، مما يجعل نسيج الألياف يبدأ في التليين. عندما تصل درجة الحرارة إلى 230 درجة مئوية إلى 240 درجة مئوية، ستدخل ألياف البوليستر في مرحلة التليين. في هذه المرحلة، تتكثف حركة السلاسل الجزيئية في المنطقة غير المتبلورة من الألياف، وتتبدد قوى التفاعل بين الجزيئات، وتلين الألياف فقط بدلاً من أن تذوب. ومع ذلك، في هذه المرحلة، بدأت الألياف تفقد شكلها الأصلي وقد تخضع لدرجة معينة من التشوه.
ومع ارتفاع درجة الحرارة أكثر، الياف البوليستر يبدأ بالدخول في مرحلة التليين. عندما تصل درجة الحرارة إلى 230 درجة مئوية إلى 240 درجة مئوية، تبدأ السلاسل الجزيئية في المنطقة غير المتبلورة داخل الألياف في التحرك بعنف، وينكسر التفاعل بين الجزيئات تدريجيًا، وتظهر الألياف خصائص مشابهة لحالة التدفق اللزج. في هذا الوقت، يبدأ نسيج نسيج البوليستر في التليين وقد يتشوه إلى حد ما. ومع ذلك، نظرًا لأن السلاسل الجزيئية للمنطقة البلورية لألياف البوليستر تظل مستقرة نسبيًا، فإن الألياف لا تذوب تمامًا.
عندما تستمر درجة الحرارة في الارتفاع إلى نقطة انصهار ألياف البوليستر (حوالي 255 درجة مئوية إلى 265 درجة مئوية)، تبدأ السلاسل الجزيئية في المنطقة البلورية داخل الألياف أيضًا في التحرك، وفي النهاية تذوب الألياف تمامًا. في هذا الوقت، فقد نسيج البوليستر هيكل أليافه الأصلي وتحول إلى مادة سائلة. ومع ذلك، في التطبيقات العملية، نادرًا ما تصل ألياف البوليستر إلى درجات الحرارة المرتفعة، لذلك يكون الذوبان غير شائع.
بالإضافة إلى عوامل درجة الحرارة، يتأثر أداء نسيج البوليستر في درجات الحرارة المرتفعة أيضًا بالظروف البيئية الأخرى. على سبيل المثال، يمكن لعوامل مثل رطوبة الألياف وسرعة تدفق الهواء والضغط أن تؤثر جميعها على درجة ذوبان الألياف أو تشوهها. بالإضافة إلى ذلك، قد يتعرض نسيج البوليستر لقوى مثل المعالجة الحرارية والتمدد والضغط أثناء المعالجة، وقد تؤثر هذه القوى أيضًا على ذوبان الألياف أو تشوهها.
وفي التطبيقات العملية، الياف البوليستر وعادة ما يستخدم لصنع مختلف الملابس والأدوات المنزلية والمنتجات الصناعية. في هذه التطبيقات، يحتاج نسيج البوليستر إلى تحمل درجات متفاوتة من المعالجة الحرارية والمعالجة. من أجل ضمان ثبات ومتانة نسيج البوليستر في درجات الحرارة المرتفعة، يستخدم المصنعون عادة طرق المعالجة الحرارية المناسبة، مثل ضبط الحرارة، والانكماش الحراري، وما إلى ذلك، لتحسين أداء ومظهر الألياف. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج المصنعون أيضًا إلى إجراء رقابة صارمة على الجودة على أقمشة البوليستر للتأكد من أنها تلبي المعايير والمتطلبات ذات الصلة.